到達目標
・機械材料に求められる性質を説明できる。
・基礎的な合金の状態図の見方を理解できる。
・材料選択に必要な基本事項を説明できる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 機械材料に求められる性質を理解し、材料試験法を説明できる。 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 機械材料に求められる性質を説明できない。 |
評価項目2 | 二元系合金の状態図の見方を理解でき、てこの原理を用いて計算できる。 | 二元系合金の状態図の見方を理解できる。 | 二元系合金の状態図の見方を理解できない。 |
評価項目3 | 材料選択に必要な基本事項を説明でき、適切に材料を選択できる。 | 材料選択に必要な基本事項を説明できる。 | 材料選択に必要な基本事項を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
教育方法等
概要:
機械技術者にとって、機械部品の要求性能に応じた材料選定を行うことが重要である。そのためには、材料の性質と限界を十分に理解しておく必要がある。本講義では、主に金属材料の本質を理解するための基礎事項を解説し、既存の材料の中から適切に選択・活用できる能力を育成することを目的とする。また、材料の性質の中でも、とくに機械的性質は材料の組織と密接な関係があるため、材料組織の成り立ちについて教授し、機械的性質との関連を理解させる。
授業の進め方・方法:
教科書をベースに授業を進めるが、授業の理解を深めるために補助資料を配布する。授業内容の理解度の把握、応用力の涵養のために演習を行うとともに、知識定着のための課題の提出を求める。
注意点:
後期の内容については、前期の内容をしっかりと理解しておくことが必要である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
機械材料の機械的性質(1) 機械的性質、弾性と塑性 硬さ試験、衝撃試験 |
機械材料に求められる機械的性質を説明できる。
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2週 |
機械材料の機械的性質(2) 応力とひずみ 引張試験(応力-ひずみ曲線) |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。
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3週 |
機械材料の機械的性質(3) 曲げ試験、疲労試験 金属顕微鏡による組織観察 |
曲げ試験、疲労試験の方法を説明できる。
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4週 |
機械材料の化学と金属学(1) 原子の構造、周期表 イオン結合、共有結合、金属結合 |
原子の構造、結合方式について説明できる。
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5週 |
機械材料の化学と金属学(2) 結晶構造 充填率、理論密度
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結晶構造を理解し、充填率および理論密度を計算できる。
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6週 |
機械材料の化学と金属学(3) ミラー指数 面間距離、X線回折 |
位置、方位、面のミラー指数を計算できる。
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7週 |
機械材料の化学と金属学(4) 物質の状態変化 全率固溶型状態図 |
相律を説明できる。 全率固溶型状態図の見方を理解できる。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
機械材料の化学と金属学(5) 共晶型状態図 金属の変形、転位 |
共結型状態図の見方を理解できる。 格子欠陥について説明できる。
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10週 |
炭素鋼(1) 鉄鋼ができるまで |
鉄鋼材料の製造方法を説明できる。
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11週 |
炭素鋼(2) 純鉄と炭素鋼 純鉄の性質、純鉄の磁気変態 |
純鉄の性質を説明できる。 炭素鋼の基礎を説明できる。
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12週 |
炭素鋼(3) 炭素鋼の平衡状態図 |
鉄-炭素系平衡状態図の見方、ミクロ組織との関連が理解できる。
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13週 |
炭素鋼(4) 炭素鋼の平衡状態図 |
てこの原理を用いて、各相の割合を計算できる。
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14週 |
炭素鋼(5) 熱処理とは 熱処理の種類、恒温変態処理 |
熱処理について理解し、説明できる。
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
期末試験についての解説 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
炭素鋼(7) 一般、溶接構造用圧延鋼材 高張力鋼 |
一般、溶接構造用圧延鋼材について説明できる。
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2週 |
炭素鋼(8) 機械構造用炭素鋼鋼材 炭素工具鋼鋼材 |
機械構造用炭素鋼鋼材について説明できる。
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3週 |
合金鋼(1) 合金鋼の種類 合金成分の役割 |
合金元素の役割を説明できる。
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4週 |
合金鋼(2) 機械構造用合金鋼 工具用合金鋼、高速度工具鋼 |
機械構造用合金鋼について説明できる。
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5週 |
合金鋼(3) 耐食鋼 |
耐食鋼について説明できる。
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6週 |
合金鋼(4) 軸受鋼 耐熱鋼、ばね鋼 |
軸受鋼について説明できる。
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7週 |
鋳鉄(1) 鋳鉄の性質 鋳鉄の組織 |
鋳鉄について説明できる。
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
アルミニウムとその合金(1) アルミニウムの性質 アルミニウムの製造法 |
アルミニウムの性質・製造法について説明できる。
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10週 |
アルミニウムとその合金(2) アルミニウム合金 |
アルミニウム合金について説明できる。
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11週 |
その他の非鉄金属材料(1) 銅合金 チタン合金、マグネシウム合金 |
その他の非鉄金属材料について説明できる。
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12週 |
非金属材料(1) プラスチック、汎用プラスチック エンジニアリングプラスチック |
プラスチック材料について説明できる。
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13週 |
非金属材料(2) 複合材料 |
複合材料について説明できる。
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14週 |
非金属材料(3) セラミックス |
セラミックス材料について説明できる。
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
定期試験についての解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | 前1 |
金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12,後13,後14 |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 4 | 前2 |
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 4 | 前1 |
脆性および靱性の意味を理解し、衝撃試験による粘り強さの試験方法を説明できる。 | 4 | 前1 |
疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。 | 4 | 前3 |
機械的性質と温度の関係およびクリープ現象を説明できる。 | 4 | 前14 |
金属と合金の結晶構造を説明できる。 | 4 | 前4,前5,前6 |
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。 | 4 | 前7 |
合金の状態図の見方を説明できる。 | 4 | 前7,前9 |
塑性変形の起り方を説明できる。 | 4 | 前9 |
加工硬化と再結晶がどのような現象であるか説明できる。 | 4 | 前2 |
鉄鋼の製法を説明できる。 | 4 | 前10 |
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 4 | 前11,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 4 | 前12,前13 |
焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
焼入れの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |